Contoh Soal Momen Gaya dan Pembahasan Lengkap

Jika anda pernah mempelajari pelajaran fisika selama masa sekolah, anda pasti mengetahui materi yang satu ini. materi yang kali ini akan di bahas adalah momen gaya atau biasa dikenal dengan sebutan torsi. Momen gaya atau yang juga dikenal dengan torsi ini merupakan besaran dari suatu gaya yang bekerja pada bendar tertentu sehingga benda yang dimaksudkan dapat melakukan gerakan rotasi. 

Dalam gerakan lurus, penyebab terjadi nya gerakan adalah gaya ( F ). Jika dalam gerakan rotasi, ada faktor lain selain gaya, yaitu lengan gaya ( I ) yang tegak lurus dengan gaya ( F ). Torsi merupakan bagian dari momen gaya dan juga mewakilkan besaran vektor.

Untuk membantu anda memahami nya, terdapat beberapa contoh soal momen gaya ( F ) untuk anda agar bisa memahami dan mempelajari mengenai momen gaya ( F ) dengan cepat. Yuk simak beberapa contoh soal momen gaya ( F ) berikut ini.






Soal No.1

Sebuah Batang AB memiliki panjang 10 meter dengan poros di titik B diberikan gaya 20 N yang membentuk sudut siku-siku terhadap batang. Besar torsi yang dialami oleh batang AB tersebut adalahh...?

A. 50 Nm

B. 100 Nm

C. 150 Nm

D. 200 Nm

E. 250 Nm


Pembahasan

Karena membentuk sudut siku-siku, maka α = 90° . Dengan demikian besar torsinya adalah :

τ = l x F . Sin α
τ = 20 x 10 . Sin 90°
τ = 20 x 10 . 1
τ = 200 Nm

Jawab : D 

Soal No.2

Jika panjang sebuah Batang AB adalah 10 meter dengan poros di titik B diberikan gaya 10 N yang membentuk sudut 30° terhadap batang. Besar torsi yang dialami oleh batang AB tersebut adalahh...?

A. 50 Nm

B. 100 Nm

C. 150 Nm

D. 200 Nm

E. 250 Nm


Pembahasan

Membentuk sudut α = 30° . Dengan demikian besar torsinya adalah :

τ = l x F . Sin α
τ = 20 x 10 . Sin 30°
τ = 20 x 10 .
1 / 2
τ = 100 Nm


Jawab : B 


Soal No.3 (UN 2013/2014)

Jika massa batang diabaikan, besar momen gaya terhadap titik C adalah .....?

A. 1 Nm

B. 10 Nm

C. 15 Nm

D. 20 Nm

E. 25 Nm


Pembahasan

Diketahui:

F1 = 4 N

F2 = 6 N

F3 = 6 N

Sudut α = 30°

AB = BC = CD = DE = 1 m

Yang ditanyakan adalah ∑τ C ...?

Dalam menyelesaikan soal ini, terlebih dahulu kita perhatikan arah dari anak panahnya , kemudian kita gambarkan ulang gambar diatas agar lengkap. Sehingga gambarnya menjadi:

Gaya yang anak panahnya kekiri adalah : F Cos 30°

Sedangkan gaya yang anak panahnya yang kebawah adalah : F Sin 30°.


Lengan gaya terhadap titik C adalah:

L1 = AC = 2m

L2 = CD = 1m

L3 = CE = 2m

Torsi yang ditimbulkan oleh F1 dan F2 mengakibatkan batang tongkat berputar searah dengan jarum jam, oleh karena itu nilainya positif. F2 membentuk sudut 30° sehingga hanya komponen sumbu y yang menimbulkan torsi.

Torsi yang ditimbulkan oleh F3 berlawanan arah dengan jarum jam sehingga benilai negatif. Dengan demikian, resultan gayanya adalah:

∑τ C = (F1 x L1) + (F2 sin 30 x L2) - (F3 x L3)
∑τ C = (4)(2) + (6)(1)(1/2) - (6)(2)
∑τ C = 8 Nm + 3 Nm - 12 Nm
∑τ C = -1Nm

Jadi momen gaya terhadap sumbu C adalah sebesar 1Nm. (tanda (-) menunjukan torsi berlawanan arah dengan jarum jam

Jawab : A

Soal No.4 (UN 2013)


Sebuah tongkat yang panjangnya 40 cm mendapat tiga gaya yang sama besarnya 10 newton seperti pada gambar dibawah ini :

Jika tongkat diputar di titik C, maka momen gaya total adalah ....?

A. 1,5 Nm

B. 3 Nm

C. 100 Nm

D. 300 Nm

E. 500 Nm


Pembahasan

Momen gaya dengan pusat C, misal searah jarum jam diberi tanda (−) dan berlawanan arah jarum jam tanda (+).

∑τ C = (-F1 sin 30° x AC) + (F2 x BC) + (F3 x CD)
∑τ C = (-10 .
1 / 2 x
3 / 10 ) + (10 x
1 / 10 ) + (10 x
1 / 10 )

∑τ C = -
3 / 2 + 2 = 0,5 Nm

Soal No.5

Empat buah gaya masing-masing : F1 = 10 N

F2 = 10 N

F3 = 10 N

F4 = 10 N

dan panjang AB = BC = CD = DE = 1 meter

Dengan mengabaikan berat batang AE, tentukan momen gaya yang bekerja pada batang dan arah putarannya jika:

a) poros putar di titik A

b) poros putar di titik D


Pembahasan

a) poros putar di titik A

∑τA = τ2 + τ3 + τ4

∑τA = (F2 x l2) + (F3 x l3) + (F4 x l4)

∑τA = (10 x 2) + (10 x 3) + (10 x 4)

∑τA = 20 + 30 + 40

∑τA = 90 Nm

Putaran searah jarum jam




b) poros putar di titik D

∑τD = -τ1 - τ2 + τ4

∑τD = -(F1 x l1) - (F2 x l2) + (F4 x l4)

∑τD = -(10 x 3) - (10 x 1) + (10 x 1)

∑τD = -30 - 10 + 10

∑τD = -30 Nm

Putaran berlawanan arah dengan jarum jam


( sumber : https://bfl-definisi.blogspot.com/2018/04/pengertian-rumus-dan-contoh-soal-momen.html )






Demikian beberapa contoh soal momen gaya ( F ) dan pembahasan nya yang tepat. anda dapat menjadikan contoh di atas sebagai salah satu materi tambahan anda untuk belajar. Anda juga bisa mencoba mengerjakan ulang soal di atas dan mencocokkan nya dengan jawaban yang ada dalam pembahasan untuk melihat tingkat pemahaman anda. Semoga bermanfaat !!

0 Response to "Contoh Soal Momen Gaya dan Pembahasan Lengkap"

Posting Komentar

Iklan Atas Artikel

Iklan Tengah Artikel 1

Iklan Tengah Artikel 2

Iklan Bawah Artikel